JP2003501335A - High surface area and high activity stable silica sol - Google Patents
High surface area and high activity stable silica solInfo
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Abstract
(57)【要約】 700m2/g以上の表面積及び、20乃至50のS‐値を有する安定な水性コロイド状シリカを開示する。これらのコロイド状シリカは、安定性を達成するために、アルミニウムのような表面処理剤による処理を必要としない。これらのコロイド状シリカ水性ゾルは、7重量%以上のSiO2固形分濃度に製造して保存することができ、さらには固形分が15重量%又はそれより多量にさえすることができ、室温で30日間以上安定であり続ける。これらのコロイド状シリカゾルは、抄紙工程において排水及び保持剤として有用である。本発明の水性コロイド状シリカの作成方法、及び、かかるコロイド状シリカゾルを用いる抄紙工程についても開示している。 SUMMARY A stable aqueous colloidal silica having a surface area of 700 m 2 / g or more and an S-value of 20 to 50 is disclosed. These colloidal silicas do not require treatment with a surface treatment such as aluminum to achieve stability. These aqueous colloidal silica sols can be manufactured and stored at a SiO 2 solids concentration of 7% by weight or more, and can even have a solids content of 15% by weight or more, at room temperature. It remains stable for more than 30 days. These colloidal silica sols are useful as drainage and retention agents in the papermaking process. Also disclosed is a method for preparing the aqueous colloidal silica of the present invention, and a papermaking process using such a colloidal silica sol.
Description
【0001】
発明の背景
本発明は、高い表面積及び改善された安定性を有するコロイド状シリカゾルに
関する。また本発明は、そのようなコロイド状シリカゾルを製造する方法、及び
、そのようなコロイド状シリカゾルの紙製造での利用にも関する。本発明のコロ
イド状シリカゾルは、この高い表面積での安定性を、例えばアルミニウム等で表
面改質されていなくても発揮し、独特である。また、本発明のコロイド状シリカ
ゾルは、そのような改善された安定性を比較的高い固形分量で発揮する。さらに
、本発明のコロイド状シリカゾルは、抄紙工程において優れた活性をアルカリ性
の紙料中のみならず酸性の紙料中でも発揮し、有利である。本発明のコロイド状
シリカゾルは、製紙工業における他の領域でも、例えば保持や脱水の促進剤とし
て有用である。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to colloidal silica sols having high surface area and improved stability. The invention also relates to a method for producing such a colloidal silica sol and the use of such a colloidal silica sol in paper production. The colloidal silica sol of the present invention is unique because it exhibits this high surface area stability even if it is not surface-modified with, for example, aluminum. Also, the colloidal silica sol of the present invention exhibits such improved stability at a relatively high solids content. Furthermore, the colloidal silica sol of the present invention is advantageous because it exhibits excellent activity in the papermaking process not only in alkaline paper stock but also in acidic paper stock. The colloidal silica sol of the present invention is also useful in other areas of the paper industry, for example, as an accelerator for retention and dehydration.
【0002】
米国特許第5,643,414号及び第5,368,833号には、高い表面
積を有するコロイド状シリカ微粒子、例えば700m2/g以上の表面積及び2
0乃至40のS‐値を有するものが記述されており、抄紙に有用である。これら
の特許は、表面積ひいては製造物を安定化するために、コロイド状シリカ粒子を
アルミニウムで表面処理する必要性を教示している。また米国特許第6,603
,805号も、700m2/g以下の表面積及び20乃至40のS‐値を有する
ものが記述されており、紙の製造に用いることができる。この特許は、製紙へ適
用するのに有用な安定性コロイド状シリカ製品をアルミニウム表面処理を行わな
いで得るためには、700m2/g以下の表面積とする必要があることを明らか
に教示している。US Pat. Nos. 5,643,414 and 5,368,833 disclose high surface area colloidal silica microparticles, eg, 700 m 2 / g or greater surface area and 2
Those with S-values from 0 to 40 have been described and are useful in papermaking. These patents teach the need to surface treat the colloidal silica particles with aluminum to stabilize the surface area and thus the product. Also US Pat. No. 6,603
No. 805, which has a surface area of 700 m 2 / g or less and an S-value of 20 to 40, can be used for producing paper. This patent clearly teaches that a stable colloidal silica product useful for papermaking applications requires a surface area of 700 m 2 / g or less in order to be obtained without an aluminum surface treatment. There is.
【0003】
これに対して本発明は、製紙へ適用するのに有用であり、700m2/g以上
の表面積を有し、20乃至50のS‐値を有する、安定なコロイド状シリカの組
成物を提供する。上記特許による教示に反し、本発明は、表面にアルミニウムを
添加しないでの安定なままでいられるコロイド状シリカを提供するものであり、
有利である。In contrast, the present invention is useful for papermaking applications and is a stable colloidal silica composition having a surface area of 700 m 2 / g or more and an S-value of 20 to 50. I will provide a. Contrary to the teaching of the above patent, the present invention provides colloidal silica that can remain stable without the addition of aluminum to the surface,
It is advantageous.
【0004】
発明の要約
本発明は、700m2/g以上、好ましくは750m2/g以上、最も好ましく
は800m2/g以上の表面積を有し、20乃至50、好ましくは20乃至40
のS‐値を有する、安定なコロイド状シリカを提供する。本発明のコロイド状シ
リカは、安定性を得るためにアルミニウムのような表面処理剤による表面処理を
必要としない。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has a surface area of 700 m 2 / g or more, preferably 750 m 2 / g or more, most preferably 800 m 2 / g or more and is 20 to 50, preferably 20 to 40.
Stable colloidal silica having an S-value of The colloidal silica of the present invention does not require surface treatment with surface treatment agents such as aluminum to obtain stability.
【0005】
本文において安定なコロイド状シリカとは、濃縮品を室温で30日以上、好ま
しくは60日以上の期間熟成させた時でも、その表面積が700m2/g以上、
且つ、そのS‐値が20乃至50の範囲にあり続けるものと定義される。本発明
のコロイド状シリカ水性ゾルは、SiO2固形分が7重量%以上の濃度に製造し
、保存することが可能であり、SiO2固形分が15重量%またはさらに高濃度
とすることも可能であり、従来のシリカ水性ゾルと比較すると室温で30日間以
上、代表的には60日間以上安定であり続ける。さらに、本発明のコロイド状シ
リカゾルは抄紙工程等で用いる際に、従来のコロイド状シリカゾルよりも有利な
改善された性能を示す。例えば、シリカのみで作製される本発明のコロイド状シ
リカゾルは、高い活性をアルカリ性の紙料中で示すだけでなく、意外にも抄紙工
程において酸性の紙料中でも示した。In the present text, stable colloidal silica means that the surface area of the concentrate is 700 m 2 / g or more even when the concentrate is aged at room temperature for 30 days or more, preferably 60 days or more,
And its S-value is defined to remain in the range 20-50. Colloidal silica aqueous sol of the present invention, SiO 2 solids to produce a concentration of 7 wt% or more, it is possible to store, also possible to SiO 2 solid content is 15 wt% or even higher concentrations In comparison with the conventional silica aqueous sol, it remains stable at room temperature for 30 days or longer, typically 60 days or longer. Furthermore, the colloidal silica sol of the present invention exhibits improved performance, which is advantageous over conventional colloidal silica sols, when used in a papermaking process or the like. For example, the colloidal silica sol of the present invention made only of silica showed not only high activity in alkaline paper stock, but surprisingly also in acidic paper stock in the papermaking process.
【0006】
また本発明は、700m2/g以上の表面積及び、20乃至50のS‐値を有
する本発明のコロイド状シリカの調製方法も提供する。一つの方法は、(a)水
と、アルカリ金属酸化物に対するSiO2のモル比が15:1乃至1:1の範囲
にあり且つpHが10以上の珪酸アルカリ金属塩と、酸(及び/又は、当該酸に
対応する塩)を含有し、当初は珪酸アルカリ金属塩と酸とが重量比で63:1以
上の割合で存在する開始組成物(又はヒール)を調製すると共に、当該開始組成
物の温度を100°F以下、好ましくは85°F以下、代表的には60乃至85
°F以下に維持し;(b)開始組成物に、代表的にはSiO2量が5.0乃至7
.2重量%、好ましくは6.0乃至6.8重量%で且つ温度を100°F以下、
代表的には60乃至85°F以下に維持した水性の珪酸組成物を、ゆっくりと連
続的に、当該珪酸組成物の2分の1から4分の3まで添加し;(c)その後、前
記組成物をゆっくりと昇温、例えば、約10乃至35分間かけて115乃至12
5°Fに昇温し、その温度を珪酸組成物の添加が完了するまで維持し;(d)必
要に応じて、その組成物の温度を125°F以下、代表的には115乃至125
°Fで約1時間維持し;(e)その後、加熱を停止し、得られた組成物から必要
に応じて水を、SiO2を基準とする固形分が7重量%以上、代表的には11重
量%以上になるまで除去する。また、本発明の水性コロイド状シリカゾルを調製
するための、もう一つの方法は、珪酸アルカリ金属塩の反応を開始させるために
陽イオン交換樹脂の使用を必須とする(後述する実施例3を参照)。その反応は
、コロイド状シリカを製造するための重合の最中に珪酸アルカリ金属塩を陽イオ
ン交換樹脂に対して添加する速度(例えば、0乃至30分、代表的には15分以
下)、及び、添加する割合によって調節される。珪酸アルカリ金属塩中のアルカ
リ金属イオンに対する陽イオン交換樹脂中の水素イオンのモル比は、40乃至1
00%、好ましくは50乃至100%の範囲とされる。本発明の、このもう一つ
の態様でコロイド状シリカを形成する際の温度は、一般的に50乃至100°F
、好ましくは70乃至90°Fの範囲とされる。本発明の方法のこの態様におい
て、コロイド状シリカ製造物の熱処理(すなわち後処理)は任意である。The present invention also provides a method for preparing the colloidal silica of the present invention having a surface area of 700 m 2 / g or more and an S-value of 20 to 50. One method is: (a) water, an alkali metal silicate having a molar ratio of SiO 2 to alkali metal oxide in the range of 15: 1 to 1: 1 and a pH of 10 or more; , A salt corresponding to the acid), and an initial composition (or heel) containing an alkali metal silicate salt and an acid initially present in a weight ratio of 63: 1 or more. Temperature of 100 ° F or less, preferably 85 ° F or less, typically 60 to 85
Maintained below ° F; (b) the starting composition typically has a SiO 2 content of 5.0 to 7
. 2% by weight, preferably 6.0 to 6.8% by weight and at a temperature below 100 ° F,
Aqueous silicic acid composition, typically maintained at 60 to 85 ° F. or lower, is added slowly and continuously from one-half to three-quarters of the silicic acid composition; The composition is slowly warmed, eg, 115-12 over about 10-35 minutes.
Raise to 5 ° F and maintain that temperature until the addition of the silicic acid composition is complete; (d) optionally, raise the temperature of the composition to 125 ° F or less, typically 115-125.
Maintained at ° F for about 1 hour; (e) then stop heating and optionally water from the resulting composition, with solids content of 7 wt% or more, based on SiO 2 , typically Remove until it is 11% by weight or more. Also, another method for preparing the aqueous colloidal silica sol of the present invention requires the use of a cation exchange resin to initiate the reaction of the alkali metal silicate salt (see Example 3 below). ). The reaction includes the rate at which the alkali metal silicate is added to the cation exchange resin during polymerization to produce colloidal silica (eg, 0 to 30 minutes, typically 15 minutes or less), and , It is adjusted by the ratio of addition. The molar ratio of the hydrogen ion in the cation exchange resin to the alkali metal ion in the alkali metal silicate is 40 to 1
The range is 00%, preferably 50 to 100%. The temperature during the formation of the colloidal silica in this alternative embodiment of the invention is generally 50 to 100 ° F.
And preferably in the range of 70 to 90 ° F. In this aspect of the method of the present invention, the heat treatment (ie post-treatment) of the colloidal silica product is optional.
【0007】
発明の詳細な説明
本発明は、シアーズ法(Sears Method)(Anal. Chem., 28, 1981(1956)を参
照)による表面積が700m2/g以上、好ましくは750m2/g以上、最も好
ましくは800m2/g以上であり、S‐値(Iler and Dalton, J. Phys. Chem.
, 60, 955(1956)を参照)が50、好ましくは20乃至50、最も好ましくは2
0乃至40であり、固形分重量%が7乃至20%シリカ(すなわちSiO2)で
あるコロイド状シリカの生産方法を提供する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention has a surface area of 700 m 2 / g or more, preferably 750 m 2 / g or more according to the Sears method (see Anal. Chem., 28, 1981 (1956)). The most preferable value is 800 m 2 / g or more, and the S-value (Iler and Dalton, J. Phys. Chem.
, 60, 955 (1956)) is 50, preferably 20 to 50, most preferably 2
Provided is a method for producing colloidal silica having a solid content of 0 to 40 and a solid content of 7 to 20% silica (that is, SiO 2 ).
【0008】
一つの方法は、開始組成物(ヒール)の調製と、それに引き続き行われる所定
時間をかけての活性シリカ源(通常は珪酸又はポリ珪酸の形である)の添加から
なる。活性シリカを添加する最中、反応温度は、所定の反応温度プロファイルの
範囲内で調節される。一度、所定量の活性シリカを添加すれば、その混合物は濃
縮させることができる。濃縮工程は様々な方法により行うことができる。そのよ
うな方法は、蒸発及び/又は、限外濾過や精密濾過のような膜分離手法を含んで
いても良いが、これらに限定される訳ではない。水は、最終製造物がSiO2を
7乃至20重量%含有するようになるまで除去される。One method consists of preparing a starting composition (heel) and subsequent addition of an active silica source (usually in the form of silicic acid or polysilicic acid) over a period of time. During the addition of activated silica, the reaction temperature is adjusted within a given reaction temperature profile. Once a predetermined amount of activated silica has been added, the mixture can be concentrated. The concentration step can be performed by various methods. Such methods may include, but are not limited to, evaporation and / or membrane separation techniques such as ultrafiltration and microfiltration. Water is removed until the final product contains 7 to 20% by weight of SiO 2 .
【0009】
上記方法において、開始ヒールは、所定の割合の水、多数の市販されている珪
酸塩又はアルカリ水ガラスのうちのいずれか、及び、酸及び/又は当該酸に対応
する塩からなる。添加の順序は重要ではないが、生産を容易にするためには珪酸
塩を添加するに先立って、希釈水に対して酸を添加すべきであることを見出した
。アルカリ水ガラス又は珪酸塩は、従来の如何なる材料であってもよい。これら
は一般的にはカリウム塩又はナトリウム塩である。Na2O又はK2Oに対するS
iO2のモル比は15:1乃至1:1の範囲とすることができ、好ましくは2.
5:1乃至3.9:1の範囲内とする。このような水ガラス溶液は、代表的には
pH10以上、特にpH11以上となる。In the above method, the starting heel consists of a predetermined proportion of water, any of a number of commercially available silicates or alkaline water glasses, and an acid and / or a salt corresponding to that acid. It was found that the order of addition is not critical, but the acid should be added to the dilution water prior to adding the silicate to facilitate production. The alkaline water glass or silicate can be any conventional material. These are generally potassium or sodium salts. S for Na 2 O or K 2 O
The molar ratio of iO 2 can range from 15: 1 to 1: 1 and is preferably 2.
It should be within the range of 5: 1 to 3.9: 1. Such a water glass solution typically has a pH of 10 or more, particularly pH 11 or more.
【0010】
上記方法で用いられる酸は、如何なる有機又は無機酸であってもよい。そのよ
うな酸の具体例としては、塩酸や、燐酸や、硫酸や、二酸化炭素のような材料な
どの鉱酸があるが、これらに限定される訳ではない。有機酸には、酢酸、蟻酸、
プロピオン酸等が含まれるが、これらに限定される訳ではない。好適な塩の具体
例としては、硫酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、硫酸カリウム、酢酸カリウム、
燐酸三ナトリウム、及び、燐酸一水素ナトリウム等がある。The acid used in the above method may be any organic or inorganic acid. Specific examples of such acids include, but are not limited to, mineral acids such as hydrochloric acid, phosphoric acid, sulfuric acid, and materials such as carbon dioxide. Organic acids include acetic acid, formic acid,
Examples include, but are not limited to, propionic acid and the like. Specific examples of suitable salts include sodium sulfate, sodium acetate, potassium sulfate, potassium acetate,
Examples include trisodium phosphate and sodium monohydrogen phosphate.
【0011】
一度、上記方法によりヒールを調製したら、組成物の温度を85°F以下、代
表的には80°F以下、そして通常であれば60乃至85°Fの範囲に下げる。
この点につき珪酸又はポリ珪酸は、組成物に対してゆっくりと、例えば、全所要
時間を約4時間かけて添加する。本発明に好適な珪酸は、上記したアルカリ水ガ
ラスの希釈溶液を陽イオン交換するなどの従来公知の方法により調製することが
できる。代表的には、希釈溶液はSiO2を基準とする固形分を3乃至9重量%
含有し、特に5.0乃至7.2重量%、好ましくは6.0乃至6.8重量%含有
する。代表的な市販の調製品は米国特許第3,582,502号及び第2,24
4,335号に概説されており、それらの開示事項は参照されて本文の一部をな
す。酸に対する珪酸アルカリ金属塩の重量比は変更可能であり、代表的にはその
比を63:1以上にする。珪酸又はポリ珪酸の約2分の1乃至4分の3までは、
組成物をかき混ぜながら、ゆっくりと且つ連続的に組成物中に添加され、その間
は組成物の温度を85°F以下、代表的には約60乃至85°Fに維持し続ける
。その後、組成物の温度をゆっくりと昇温、例えば、10乃至35分間かけて1
15乃至125°Fまで昇温し、この温度範囲を珪酸又はポリ珪酸の残部を組成
物に対して添加しきるまで保持する。その後必要に応じて、組成物の温度を12
5°F以下、代表的には115乃至125°Fに約1時間維持する。もし必要で
あれば、その後で公知の手順により、組成物の固形分量が7重量%以上、代表的
には11重量%以上になるまで組成物から水を除去することができる。Once the heel is prepared by the above method, the temperature of the composition is lowered to below 85 ° F., typically below 80 ° F., and usually in the range of 60 to 85 ° F.
In this regard, silicic acid or polysilicic acid is added slowly to the composition, for example, over a total duration of about 4 hours. The silicic acid suitable for the present invention can be prepared by a conventionally known method such as cation exchange of the above-mentioned diluted solution of alkali water glass. Typically, the dilute solution contains 3 to 9 wt% solids based on SiO 2.
In particular, it is contained in an amount of 5.0 to 7.2% by weight, preferably 6.0 to 6.8% by weight. Representative commercial preparations are US Pat. Nos. 3,582,502 and 2,24.
4, 335, the disclosures of which are incorporated by reference. The weight ratio of alkali metal silicate to acid can vary and is typically greater than 63: 1. About one-half to three-quarters of silicic acid or polysilicic acid,
The composition is added slowly and continuously into the composition with agitation, while maintaining the temperature of the composition below 85 ° F, typically about 60-85 ° F. Then, the temperature of the composition is slowly raised, for example, 1 to 10 to 35 minutes.
The temperature is raised to 15 to 125 ° F. and this temperature range is maintained until the balance of silicic acid or polysilicic acid is added to the composition. Then, if necessary, the temperature of the composition is increased to 12
Maintain below 5 ° F, typically 115-125 ° F for about 1 hour. If desired, water can then be removed from the composition by known procedures until the solids content of the composition is greater than or equal to 7% by weight, typically greater than or equal to 11% by weight.
【0012】
本発明の水性シリカゾルを調製するためのもう一つの方法を以下に述べる。こ
の方法は、珪酸アルカリ金属塩の反応(後述する実施例3を参照)を開始してコ
ロイド状シリカを製造するために、陽イオン交換樹脂、好ましくは弱酸性陽イオ
ン交換樹脂の使用を必須とする。この反応は、コロイド状シリカを製造するため
の重合の最中に珪酸アルカリ金属塩を陽イオン交換樹脂に対して添加する速度、
及び、添加する割合によって調節される。コロイド状シリカ製造物の熱処理は、
本発明の方法のこの態様においては任意である。Another method for preparing the aqueous silica sol of the present invention is described below. This method requires the use of a cation exchange resin, preferably a weak acid cation exchange resin, to initiate the reaction of the alkali metal silicate (see Example 3 below) to produce colloidal silica. To do. This reaction depends on the rate at which the alkali metal silicate is added to the cation exchange resin during the polymerization to produce colloidal silica.
And, it is adjusted by the ratio of addition. The heat treatment of the colloidal silica product is
This aspect of the method of the invention is optional.
【0013】
本発明の安定なコロイド状シリカゾルを調製するためのこのもう一つの方法は
、(a)反応槽に、水素型でのイオン交換容量が40%以上、好ましくは50%
以上である陽イオン交換樹脂を充填し、当該反応槽はプロセス途中に形成された
コロイド状シリカを前記イオン交換樹脂から分離する手段、例えば、反応槽の底
部付近に設けられたスクリーンからなる手段を有し;(b)前記反応槽に、アル
カリ金属酸化物に対するSiO2のモル比が15:1乃至1:1の範囲にあり且
つpHが10.0以上、好ましくは11以上の水性珪酸アルカリ金属塩を充填し
(本質的には一度に全部を充填する);(c)前記反応槽の内容物を、当該内容
物のpHが8.5乃至11.0、好ましくは9.2乃至10.0の範囲になるま
で攪拌し;(d)前記珪酸アルカリ金属塩を追加して、前記反応槽の内容物のp
Hを10.0以上、好ましくは10.4乃至10.7の範囲に調整し;(e)生
成したコロイド状シリカを、前記イオン交換樹脂から分離して、前記反応槽から
取り出す。工程(d)におけるpHの調整は、反応槽内で行っても良いし、得ら
れたコロイド状シリカを反応槽から除去した後で行っても良い。このpH調整は
代表的には、工程(e)が終了した時から10分乃至3時間以内に行われる。This another method for preparing the stable colloidal silica sol of the present invention comprises (a) a reaction vessel having an ion exchange capacity in hydrogen form of 40% or more, preferably 50%.
The reaction vessel is filled with the above cation exchange resin, and the reaction vessel is provided with means for separating colloidal silica formed during the process from the ion exchange resin, for example, means comprising a screen provided near the bottom of the reaction vessel. (B) Aqueous alkali metal silicate having a molar ratio of SiO 2 to alkali metal oxide of 15: 1 to 1: 1 and a pH of 10.0 or more, preferably 11 or more, in the reaction vessel. Filling with salt (essentially all at once); (c) the contents of the reactor with a pH of 8.5 to 11.0, preferably 9.2 to 10. Stir until it reaches a range of 0; (d) Add the alkali metal silicate and add p of the contents of the reaction vessel.
H is adjusted to 10.0 or more, preferably 10.4 to 10.7; (e) The produced colloidal silica is separated from the ion exchange resin and taken out from the reaction tank. The pH adjustment in the step (d) may be carried out in the reaction tank or after removing the obtained colloidal silica from the reaction tank. This pH adjustment is typically done within 10 minutes to 3 hours after the end of step (e).
【0014】
本発明のコロイド状シリカ組成物は、従来公知の組成物と比較して、抄紙工程
における排水及び保持の促進効果が、20乃至40%も大きいことが認められた
。さらに本発明の組成物は、従来公知の組成物では活性を示さない領域、それは
主に抄紙工程に用いられる酸性の紙料(完成紙料)中で、意外にも活性を発揮し
た。本発明のコロイド状シリカ組成物にとって好適な用途は、製紙工程における
排水及び保持の促進であるが、本発明の組成物は他の目的、例えばビール、ワイ
ン、ジュース、砂糖精製への使用;原料水及び排水の生成を含む水精製への使用
;触媒の支持体としての使用;コーティング組成物の構成成分としての使用;プ
ラスチックのためのコーティング成分;耐摩耗性コーティング成分;インベスト
メント鋳造法への使用;セラミック炉素材の構成成分としての使用;及び、耐火
材料への使用等にも利用可能である。It was found that the colloidal silica composition of the present invention has a greater effect of promoting drainage and retention in the papermaking process by 20 to 40% as compared with the conventionally known composition. Furthermore, the composition of the present invention unexpectedly exhibited activity in a region where the conventionally known composition does not exhibit activity, that is, mainly in acidic paper stock (furnish) used in the papermaking process. A preferred application for the colloidal silica composition of the present invention is in facilitating drainage and retention in the papermaking process, but the composition of the present invention is used for other purposes such as beer, wine, juice, sugar refining; Use in water purification, including the production of water and wastewater; Use as a catalyst support; Use as a constituent of coating compositions; Coating components for plastics; Wear resistant coating components; Use in investment casting processes It can also be used as a constituent of a ceramic furnace material; and as a refractory material.
【0015】
従って本発明は、紙製造を改良する方法をさらに包含しており、かかる方法は
、本発明のコロイド状シリカをペーパーミル紙料に対して、スラリー又は紙料中
の繊維の乾燥重量を基準として約0.00005乃至約1.25重量%添加する
工程を有するものである。もう一つの態様においては、コロイド状シリカの添加
前又は添加後に、非イオン性、カチオン性又はアニオン性の高分子フロック剤を
、紙料中の繊維の乾燥重量を基準として約0.001乃至約0.5重量%の量で
、紙料中に添加しても良い。また或いは、合成高分子フロック剤の代わりに又は
これに付加して、カチオン性澱粉を、紙料中の繊維の乾燥重量を基準として約0
.005乃至約5.0重量%の量で、紙料中に添加しても良い。さらに好ましく
は澱粉を、紙料中の繊維の乾燥重量を基準として約0.05乃至約1.5重量%
の量で添加する。さらに別の態様においては、高分子フロック剤及び/又は澱粉
の代わりに又はこれに付加して、凝集剤を、紙料中の繊維の乾燥重量を基準とし
て約0.005乃至約1.25重量%の量で、抄紙紙料中に添加しても良い。好
ましくは凝集剤を、紙料中の繊維の乾燥重量を基準として約0.025乃至約0
.5重量%の量で添加する。Accordingly, the present invention further includes a method of improving paper making, which method comprises adding the colloidal silica of the present invention to a paper mill stock to a slurry or dry weight of fibers in the stock. Of about 0.00005 to about 1.25% by weight based on the above amount. In another embodiment, the nonionic, cationic or anionic polymeric floc agent is added before or after the addition of colloidal silica from about 0.001 to about 0.001 based on the dry weight of the fibers in the stock. It may be added to the stock in an amount of 0.5% by weight. Alternatively, or instead of or in addition to the synthetic polymeric flocking agent, the cationic starch is added to about 0 based on the dry weight of the fibers in the stock.
. It may be added to the stock in an amount of 005 to about 5.0% by weight. More preferably, the starch is from about 0.05 to about 1.5% by weight, based on the dry weight of fiber in the stock.
Added in the amount of. In yet another embodiment, the flocculant, in place of or in addition to the polymeric flocking agent and / or starch, is about 0.005 to about 1.25 weight percent based on the dry weight of the fibers in the stock. %, May be added to the papermaking stock. Preferably, the flocculant is from about 0.025 to about 0, based on the dry weight of fibers in the stock.
. Add in an amount of 5% by weight.
【0016】
また本発明は、抄紙機上の抄紙紙料の保持及び排水を増加させるための方法に
も関し、この方法は、抄紙紙料に対して本発明のコロイド状シリカを、紙料中の
繊維の乾燥重量を基準として約0.00005乃至約1.25重量%添加する工
程を有するものである。コロイド状シリカは、非イオン性、カチオン性又はアニ
オン性の高分子フロック剤と一緒に抄紙紙料中に添加しても良い。高分子フロッ
ク剤は、コロイド状シリカよりも前に又は後で、紙料中の繊維の乾燥重量を基準
として約0.001乃至約0.5重量%添加しても良い。また或いは、紙料に対
して澱粉を、高分子フロック剤の代わりに又はこれに付加して、紙料中の繊維の
乾燥重量を基準として約0.005乃至約5.0重量%添加しても良い。澱粉を
使用する場合には、カチオン性澱粉が好ましい。その使用時には、澱粉を紙料中
の繊維の乾燥重量を基準として約0.05乃至約1.25重量%添加するのが好
ましい。さらに他の態様においては、高分子フロック剤及び/又は澱粉の代わり
に又はこれに付加して、凝集剤を、紙料中の繊維の乾燥重量を基準として約0.
005乃至約1.25重量%の量で、抄紙紙料中に添加しても良い。好ましくは
凝集剤を、紙料中の繊維の乾燥重量を基準として約0.025乃至約0.5重量
%の量で添加する。The present invention also relates to a method for increasing retention and drainage of a papermaking stock on a paper machine, which method comprises adding the colloidal silica of the invention to a papermaking stock in a stock. About 0.00005 to about 1.25% by weight based on the dry weight of the fiber. The colloidal silica may be added to the papermaking stock together with the nonionic, cationic or anionic polymeric flocking agent. The polymeric flocking agent may be added before or after the colloidal silica from about 0.001 to about 0.5 wt% based on the dry weight of the fibers in the stock. Alternatively, starch may be added to the stock instead of or in addition to the polymeric flocking agent and added at about 0.005 to about 5.0% by weight based on the dry weight of the fibers in the stock. Is also good. If starch is used, cationic starch is preferred. At the time of its use, starch is preferably added in an amount of about 0.05 to about 1.25% by weight, based on the dry weight of the fibers in the stock. In yet another embodiment, the flocculant, instead of or in addition to the polymeric flocking agent and / or starch, is added to the flocculating agent at about 0.
It may be added to the papermaking stock in an amount of 005 to about 1.25% by weight. Preferably, the flocculant is added in an amount of about 0.025 to about 0.5% by weight, based on the dry weight of fibers in the stock.
【0017】
上記いずれの態様においても、高分子フロック剤の使用量は紙料中の繊維の乾
燥重量を基準として0.005乃至約0.2とするのが好ましい。コロイド状シ
リカの使用量は、紙料中の繊維の乾燥重量を基準として約0.005乃至約0.
25重量%とするのが好ましく、紙料中の繊維の約0.005乃至約0.15重
量%とするのが最も好ましい。In any of the above embodiments, the amount of the polymeric flocking agent used is preferably 0.005 to about 0.2 based on the dry weight of the fibers in the paper stock. The amount of colloidal silica used is from about 0.005 to about 0.005 based on the dry weight of the fibers in the stock.
It is preferably 25% by weight, and most preferably about 0.005 to about 0.15% by weight of the fibers in the stock.
【0018】
本発明は広範囲の紙のグレード及び紙料に適用可能なので、上記したパーセン
テージは変更される場合があることが指摘される。本発明からかけ離れずに上記
パーセンテージから変更し得ることは、本発明の精神及び意図の範囲内であり、
これらのパーセンテージの値は当業者に対して指標を示しただけのものである。It is pointed out that the above percentages may vary, as the present invention is applicable to a wide range of paper grades and stocks. It is within the spirit and intent of the present invention that the above percentages may be varied without departing from the invention.
These percentage values are only indicative to those skilled in the art.
【0019】
上記いずれの態様においても、ベントナイト、タルク、合成クレイ、ヘクトラ
イト、カオリン、又は、それら混合物を、シート形成に先立って抄紙システムの
いずれかの段階で添加することができる。好ましい添加時点としては、白水(wh
itewater)で希釈する前の高濃度の紙料パルプの時点である。これを使用するこ
とによって抄紙作業の清浄度が向上し、用いない場合には生産性と紙の品質の両
方に影響を与える疎水性の沈着物が認められた。In any of the above embodiments, bentonite, talc, synthetic clay, hectorite, kaolin, or a mixture thereof can be added at any stage of the papermaking system prior to sheet formation. The preferred point of addition is white water (wh
It is the time of high-concentration stock pulp before being diluted with (itewater). The use of this improved the cleanliness of the papermaking operation, and when it was not used, hydrophobic deposits were observed that affected both productivity and paper quality.
【0020】
また上記いずれの態様も、上質紙(本文中で用いられる場合には再生繊維系材
料と同様にバージン繊維系材料も含まれる)、厚紙(本文中で用いられる場合に
はバージン繊維系材料と同様に、再生繊維系テストライナ及びダンボール材も含
まれる)、新聞用紙(本文中で用いられる場合にはバージン繊維系及び再生繊維
系材料と同様に雑誌紙料も含まれる)、又は、その他のセルロース系材料よりな
る群から選ばれる抄紙紙料に適用できる。これらの紙料には、木材含有、木材非
含有、未使用、脱色再生、未脱色再生の、及び、それらの混合物からなる紙料が
包含される。Further, in any of the above-mentioned modes, fine paper (when used in the text includes virgin fiber-based material as well as recycled fiber-based material), cardboard (when used in the text, virgin fiber-based material) Recycled fiber test liners and cardboard materials are included as well as materials), newsprint (when used in this text, magazine stock as well as virgin fiber and recycled fiber based materials), or It can be applied to a papermaking stock selected from the group consisting of other cellulosic materials. These stocks include wood-containing, non-wood-containing, virgin, bleached, unbleached, and mixtures thereof.
【0021】
紙及び厚紙は、一般的に水性媒体中にセルロース系材料の紙料を懸濁させた懸
濁体から作製されるが、この紙料は、1又はそれ以上のせん断工程(このような
工程は一般的に洗浄工程である)にかけられ、混合工程及びポンピング工程にか
けられ、その後、縣濁体を脱水してシートを形成する。それからこのシートは、
所望の(そして一般的には低い)水濃度に乾燥される。本発明のコロイド状シリ
カは、せん断工程前の又は後の紙料に添加して良い。Papers and cardboards are generally made from suspensions of a stock of cellulosic material in an aqueous medium, the stock comprising one or more shearing steps (such as These steps are generally washing steps), followed by a mixing step and a pumping step, after which the suspension is dehydrated to form a sheet. Then this sheet
Dry to the desired (and generally low) water concentration. The colloidal silica of the present invention may be added to the stock before or after the shearing step.
【0022】
上記したような保持及び排水の促進への利用の他に、本発明のコロイド状シリ
カは、標準的なカチオン性湿潤強力樹脂と共に用いても良く、処理されたセルロ
ースシートの湿潤強さを向上させる。コロイド状シリカは、このような方法で用
いられる時には、抄紙機上に湿潤強力樹脂を含有する紙料を置く前に、当該紙料
に対して予め添加される。コロイド状シリカは一般的に、上掲したレベルで使用
される。In addition to its use in promoting retention and drainage as described above, the colloidal silica of the present invention may be used with standard cationic wet strength resins to provide wet strength of treated cellulose sheets. Improve. Colloidal silica, when used in such a manner, is pre-added to the stock prior to placing the stock containing the wet strength resin on the paper machine. Colloidal silica is commonly used at the levels listed above.
【0023】
本発明のコロイド状シリカは、抄紙工程における合成高分子フロック剤、保持
促進剤及び、澱粉の性能を著しく向上させることが見出された。さらにコロイド
状シリカは、水の予備処理のような固体/液体分離工程や、排水処理への適用に
おいて、添加剤としての用途を有すると考えられる。本発明のコロイド状シリカ
は、新聞用紙や上質紙や厚紙やその他のグレードの紙において排水と保持を向上
させることに加えて、抄紙におけるピッチや粘着性の制御、ドライラップパルプ
の製造におけるパルプ脱水、パルプ及びペーパーミルにおける節約及び清浄剤用
途、水の清澄化、溶解した空気の脱気、汚泥の脱水などの用途も見出し得る。本
発明の組成物は、固体/液体分離やエマルジョンの破壊にも用途を見出し得る。
そのような適用の具体例には、都市排水の汚泥の脱水、水系無機スラリーの清澄
化と脱水、精製装置のエマルジョンの破壊等がある。本発明のコロイド状シリカ
ゾルを合成ポリマー及び/又は澱粉と組み合わせて用いることにより見られる性
能向上には、保持の向上、排水の改善、及び、固体/液体分離の向上などがあり
、また、しばしばポリマーや澱粉の使用量削減も認められ、所望の効果を達成で
きる。The colloidal silica of the present invention has been found to significantly improve the performance of synthetic polymeric floc agents, retention promoters and starch in the papermaking process. Further, colloidal silica is believed to have use as an additive in solid / liquid separation processes such as water pretreatment and in wastewater treatment applications. The colloidal silica of the present invention, in addition to improving drainage and retention in newsprint, high-quality paper, cardboard and other grades of paper, control of pitch and tackiness in papermaking, pulp dewatering in the production of dry lap pulp It may also find applications in pulp and paper mills for conserving and cleaning applications, clarification of water, degassing of dissolved air, dewatering of sludge, etc. The compositions of the present invention may also find use in solid / liquid separation and emulsion breaking.
Specific examples of such applications include dewatering sludge from municipal wastewater, clarification and dewatering of water-based inorganic slurries, and destruction of emulsions in refining equipment. Performance improvements seen by using the colloidal silica sols of the present invention in combination with synthetic polymers and / or starch include improved retention, improved drainage, and improved solid / liquid separation, and are often polymers. A reduction in the amount of starch and starch used is also recognized, and the desired effect can be achieved.
【0024】
微粒子保持プログラムは、元々は形成されていたのに、せん断によって破壊さ
れたフロックの回復に基づいている。このような応用において、フロック剤は少
なくとも一つの高せん断ポイントの前に添加され、その後、ヘッドボックスの直
前に微粒子が添加される。代表的には、フロック剤は加圧スクリーンの前で添加
され、引き続き、そのスクリーンの後で微粒子が添加される。しかしながら、こ
の方法の順序を逆にした方が良いと考えられた。微粒子の添加により形成された
第二フロックは、シート形成に悪影響を与えること無く、保持と排水が増大した
。このことによりシート中のフィラー量を増大させることができ、シートの2面
性(two-sidedness)を阻止し、紙生産における排水と抄紙機のスピードを増大
させる。The particulate retention program is based on the recovery of flocs that originally formed but were destroyed by shear. In such applications, the flocking agent is added before the at least one high shear point and then the particulate is added just before the headbox. Typically, the flocking agent is added before the pressure screen, followed by the particulates after that screen. However, it was considered better to reverse the order of this method. The second flocs formed by the addition of fine particles have increased retention and drainage without adversely affecting sheet formation. This can increase the amount of filler in the sheet, prevent the two-sidedness of the sheet and increase drainage and paper machine speed in paper production.
【0025】
僅かに過量の高分子フロック剤及び/又は凝集剤の使用は、その後に行うせん
断でポリマーを充分に含有又は担持した微小フロックを形成して、その表面の少
なくとも一部を正荷電させることを確実にするために必要だと考えられるが、全
ての紙料を正荷電させる必要はない。そして、ポリマーの添加後、及び、せん断
ステージ後における紙料のゼータ電位は、カチオン性でもアニオン性でも良い。The use of a slight excess of polymeric flocking agent and / or flocculant causes subsequent shearing to form microfloces fully loaded or loaded with the polymer and at least part of its surface is positively charged. It is considered necessary to ensure that all stock is not required to be positively charged. The zeta potential of the stock after addition of the polymer and after the shearing stage may be cationic or anionic.
【0026】
せん断は、他の目的のために使用される機器内の装置、例えばミキシングポン
プ、ファンポンプ、セントリスクリーン(centriscreen)により行われても良く
、又は、せん断ミキサーやせん断を目的とする他のせん断ステージを装置内に挿
入しても良く、好ましくは高度のせん断をポリマー添加の後に行う。Shearing may be performed by equipment within the equipment used for other purposes, such as mixing pumps, fan pumps, centriscreens, or for shear mixers or other purposes for shearing. Shearing stage may be inserted into the device, preferably a high degree of shearing is performed after polymer addition.
【0027】
本発明の応用において使用されるフロック剤は、高分子量の水溶性又は水分散
性ポリマーであり、カチオン性又はアニオン性の電荷を有していても良い。非イ
オン性の高分子量ポリマーを用いても良い。これらのポリマーは、抄紙系に完全
に溶解するものであっても良いし、また或いは、容易に分散するものであっても
良い。それらは、もしも問題の多い所謂「銀点」(フィッシュアイ)すなわち、
仕上がった紙の上に未溶解ポリマーの塊が形成されないのであれば、分岐の又は
架橋性の構造を持っていても良い。これらのタイプに属するポリマーは、様々な
市販されている原料から容易に入手できる。それらは、乾燥した固体、水溶液、
水に添加した時に含有されているポリマーを素早く溶解させることができるwate
r-in-oil型エマルジョンとして、又は、水溶性の分散媒や食塩水に分散可能なポ
リマーとして入手できる。ここで用いられる高分子量フロックの形は、紙料に溶
解又は分散できるポリマーでさえあれば特定のものに限られないと考えられる。The flocking agent used in the application of the present invention is a high molecular weight water-soluble or water-dispersible polymer, which may have a cationic or anionic charge. A nonionic high molecular weight polymer may be used. These polymers may be those which are completely dissolved in the papermaking system, or those which are easily dispersed. They are so-called "silver dots" (fish eyes), which are often problematic.
It may have a branched or crosslinkable structure as long as no undissolved polymer mass is formed on the finished paper. Polymers belonging to these types are readily available from a variety of commercially available raw materials. They are dry solids, aqueous solutions,
A wate that can quickly dissolve the contained polymer when added to water
It is available as an r-in-oil type emulsion or as a polymer dispersible in a water-soluble dispersion medium or saline. It is believed that the high molecular weight floc form used herein is not limited to a particular polymer as long as it is a polymer that can be dissolved or dispersed in the stock.
【0028】
上述したようにポリマーは、カチオン性であっても、アニオン性であっても、
非イオン性であっても良い。ここにおいて有用なカチオン性ポリマーのフロック
剤は、一般的に高分子のビニル系付加重合体であり、カチオン性官能基を組み込
んだものである。これらのポリマーは、一般的に水溶性のカチオン性ビニルモノ
マーのホモポリマーであるか、又は、水溶性のカチオン性ビニルモノマーと、
アクリルアミドやメタクリルアミドのような非イオン性モノマーとの共重合ポリ
マーであっても良い。ポリマーは、ただ一種のカチオン性ビニルモノマーを含有
していても良いし、1種より多いカチオン性ビニルモノマーを含有していても良
い。或いは、重合後にポリアクリルアミドのような一定のポリマーを、マンニッ
ヒ反応により変性又は誘導体化することにより、本発明に有用なカチオン性ビニ
ルポリマーを製造しても良い。ポリマーは、1モル%程度の少量のカチオン性モ
ノマー乃至100モル%のカチオン性モノマーから調製されたものでも良いし、
重合後に変性したポリマー上のカチオン性に変性された官能基から調製されたも
のでも良い。最も頻用されるカチオン性フロック剤は、5モル%以上のカチオン
性ビニルモノマー又は官能基を有するものであろう。そして最も好ましくは、1
0重量%以上のカチオン性ビニルモノマー又は官能基を有するものであろう。As mentioned above, the polymer, whether cationic or anionic,
It may be nonionic. The cationic polymer flocking agent useful herein is generally a high molecular weight vinyl addition polymer incorporating a cationic functional group. These polymers are generally homopolymers of water-soluble cationic vinyl monomers or copolymers of water-soluble cationic vinyl monomers with nonionic monomers such as acrylamide and methacrylamide. It may be. The polymer may contain only one type of cationic vinyl monomer or may contain more than one type of cationic vinyl monomer. Alternatively, after polymerization, certain polymers such as polyacrylamide may be modified or derivatized by the Mannich reaction to produce the cationic vinyl polymers useful in the present invention. The polymer may be prepared from a small amount of the cationic monomer of about 1 mol% to 100 mol% of the cationic monomer,
It may be prepared from a cationically modified functional group on the polymer modified after the polymerization. The most frequently used cationic floc agents will be those with 5 mol% or more of cationic vinyl monomers or functional groups. And most preferably 1
It will have 0% by weight or more of a cationic vinyl monomer or functional group.
【0029】
本発明に好適なカチオン性に荷電されたビニル系付加共重合ポリマー及びホモ
ポリマーを製造するのに用い得る好適なカチオン性ビニルモノマーは、この分野
の当業者に良く知られているであろう。これらの材料には、ジメチルアミノエチ
ルメタクリレート(DMAEM)、ジメチルアミノエチルアクリレート(DMA
EA)、ジエチルアミノエチルアクリレート(DEAEA)、ジエチルアミノエ
チルメタクリレート(DEAEM)、又は、ジメチル硫酸又は塩化メチルを用い
て形成したそれらの四級アンモニウム体、マンニッヒ反応で変性させたポリアク
リルアミド、ジアリルシクロヘキシルアミン塩酸(DACHA HCl)、ジア
リルジメチルアンモニウム塩酸(DADMAC)、メタクリルアミドプロピルト
リメチルアンモニウム塩酸(MAPTAC)、及び、アリルアミン(ALA)が
包含される。またカチオン化澱粉も、ここにおいてフロック剤として用いてよい
。選択されるフロック剤は、上記したものの混合物であっても良いし、又は、上
記したものとカチオン性澱粉の混合物であっても良い。カチオン性ポリマー系保
持プログラムの当業者は、特定のポリマーの選択が紙料、フィラー、グレード、
及び水質に依存することを容易に認識するであろう。Suitable cationic vinyl monomers that can be used to prepare the cationically charged vinyl-based addition copolymers and homopolymers suitable for the present invention are well known to those skilled in the art. Ah These materials include dimethylaminoethylmethacrylate (DMAEM), dimethylaminoethylacrylate (DMA)
EA), diethylaminoethyl acrylate (DEAEA), diethylaminoethyl methacrylate (DEAEM), or their quaternary ammonium compounds formed using dimethylsulfate or methyl chloride, polyacrylamide modified by Mannich reaction, diallylcyclohexylamine hydrochloride ( DACHA HCl), diallyldimethylammonium hydrochloride (DADMAC), methacrylamidopropyltrimethylammonium hydrochloride (MAPTAC), and allylamine (ALA). Cationized starch may also be used herein as a flocking agent. The flocking agent selected may be a mixture of the above or it may be a mixture of the above and a cationic starch. Those skilled in the art of cationic polymer-based retention programs will find that the selection of a particular polymer is limited to stock, filler, grade,
And you will easily recognize that it depends on water quality.
【0030】
本発明において有用な高分子量のアニオン性フロック剤は、好ましくは水溶性
又は水分散性の、アニオン性電荷を有するモノマーを1モル%以上含有するビニ
ル系ポリマーである。従って、これらのポリマーは、水溶性のアニオン性荷電ビ
ニルモノマーのホモポリマーであっても良いし、又は、これらのモノマーと、例
えばアクリルアミドやメタクリルアミドのような非イオン性モノマーとの共重合
ポリマーであっても良い。好適なアニオン性モノマーの具体例には、アクリル酸
、メタクリルアミド、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホネート(
AMPS)及び、それらの混合物が包含され、同様に、それらに対応する水溶性
又は水分散性のアルカリ金属塩及びアンモニウム塩が包含される。本発明に有用
なアニオン性の高分子量ポリマーは、アクリルアミドポリマーの加水分解物であ
っても良いし、又は、アクリルアミド又はその同族体(メタクリルアミド等)と
、アクリル酸又はその同族体(メタクリル酸等)との、又は、マレイン酸、イタ
コン酸、ビニルスルホン酸又は他のスルホネート含有モノマーのようなビニルモ
ノマーのポリマーとの共重合ポリマーの加水分解物であっても良い。アニオン性
ポリマーは、スルホネート又はホスホネート官能基を有していても良く、ポリア
クリルアミドやポリメタクリルアミドのポリマー又は共重合ポリマーを誘導体化
することで調製しても良い。最も好適な高分子量のアニオン性フロック剤は、ア
クリル酸/アクリルアミド共重合体、及び、2−アクリルアミド−2−メチルプ
ロパンスルホネート、アクリルアミドメタンスルホネート、アクリルアミドエタ
ンスルホネート及び、2−ヒドロキシ−3−アクリルアミドプロパンスルホネー
ト等のモノマーと、アクリルアミド又は他の非イオン性ビニルモノマーとの重合
によって調製されるようなスルホネート含有ポリマーである。ここで用いられる
時に、アニオン性ビニルモノマーのポリマー又は共重合ポリマーは、1モル%程
度の少量のアニオン性荷電モノマーを含有していても良く、好ましくは10モル
%以上のアニオン性モノマーを含有する。ここでも、特定のアニオン性ポリマー
の使用を選択するには、紙料、フィラー、水質、紙のグレード等に依存するであ
ろう。The high molecular weight anionic flocculant useful in the present invention is preferably a water-soluble or water-dispersible vinyl-based polymer containing 1 mol% or more of a monomer having an anionic charge. Thus, these polymers may be homopolymers of water-soluble anionic charged vinyl monomers, or copolymers of these monomers with nonionic monomers such as acrylamide and methacrylamide. It may be. Specific examples of suitable anionic monomers include acrylic acid, methacrylamide, 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonate (
AMPS) and mixtures thereof, as well as their corresponding water-soluble or water-dispersible alkali metal and ammonium salts. The anionic high molecular weight polymer useful in the present invention may be a hydrolyzate of an acrylamide polymer, or acrylamide or its homologues such as methacrylamide and acrylic acid or its homologues such as methacrylic acid. ) Or with copolymers of polymers of vinyl monomers such as maleic acid, itaconic acid, vinyl sulphonic acid or other sulphonate containing monomers. The anionic polymer may have a sulfonate or phosphonate functional group and may be prepared by derivatizing a polymer or copolymer of polyacrylamide or polymethacrylamide. The most preferred high molecular weight anionic flocculants are acrylic acid / acrylamide copolymers and 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonate, acrylamidomethanesulfonate, acrylamidoethanesulfonate and 2-hydroxy-3-acrylamidopropanesulfonate. Sulfonate-containing polymers as prepared by polymerizing monomers such as acrylamide with other nonionic vinyl monomers. As used herein, the anionic vinyl monomer polymer or copolymer may contain a small amount of anionic charged monomer such as about 1 mol%, and preferably contains 10 mol% or more of anionic monomer. . Again, the choice to use a particular anionic polymer will depend on the stock, filler, water quality, paper grade, etc.
【0031】
大体の微粒子プログラムは高分子量のカチオン性フロック剤を用いるだけで良
好な性能を発揮するが、本発明のコロイド状シリカゾルを、高分子量のアニオン
性の水溶性フロック剤と共に、又は、カチオン性凝集剤の添加と共に使用しても
良い。Although most fine particle programs perform well only with high molecular weight cationic flocking agents, the colloidal silica sols of the present invention may be used with high molecular weight anionic water-soluble flocking agents or with cationic It may be used together with the addition of a coagulant.
【0032】
本発明において有用な非イオン性フロック剤は、ポリエチレンオキサイド及び
ポリ(メタ)アクリルアミドよりなる群から選択しても良い。上記に加えて、一
定の場合には所謂両性の水溶性ポリマーを使用することが有利である。これらの
ポリマーは、カチオン性及びアニオン性電荷の両方を同一のポリマー鎖中に担持
する。The nonionic floc agent useful in the present invention may be selected from the group consisting of polyethylene oxide and poly (meth) acrylamide. In addition to the above, in certain cases it is advantageous to use so-called amphoteric water-soluble polymers. These polymers carry both cationic and anionic charges in the same polymer chain.
【0033】
ここにおいて有用な非イオン性、カチオン性、アニオン性のビニルポリマーフ
ロック剤は、一般的に500,000ダルトン以上の分子量を有し、好ましくは
1,000,000ダルトン以上の分子量を有するであろう。ここにおいて有用
な水溶性又は水分散性フロック剤は、5,000,000以上の分子量を有して
いても良く、例えば、10,000,000乃至30,000,000の範囲、
又は、それ以上である。本発明に好適なポリマーは、系に適用した時に完全に水
溶性であっても良く、又は、わずかに分岐(2次元的)していても良く、ポリマ
ーが水に分散可能な限り、わずかに架橋(3次元的)していても良い。完全に水
溶性のポリマーを使用するのが好ましいが、WO97/16598に記述されて
いるような分散性ポリマーを採用しても良い。有用なポリマーは、Langley et.
Al., 米国特許第4,753,710において定義されているような意味で実質
的に線状であっても良い。分子量の上限は、抄紙紙料中での生成物の溶解性又は
分散性により支配される。The nonionic, cationic, anionic vinyl polymer flocking agents useful herein generally have a molecular weight of 500,000 daltons or more, preferably 1,000,000 daltons or more. Will. The water-soluble or water-dispersible flocking agents useful herein may have a molecular weight of 5,000,000 or higher, for example in the range of 10,000,000 to 30,000,000,
Or more. Polymers suitable for the present invention may be completely water-soluble when applied to the system or may be slightly branched (two-dimensional), as long as the polymer is water dispersible It may be crosslinked (three-dimensional). Although it is preferred to use completely water-soluble polymers, dispersible polymers as described in WO 97/16598 may be employed. Useful polymers are available from Langley et.
It may be substantially linear in the meaning as defined in Al., U.S. Pat. No. 4,753,710. The upper limit of molecular weight is governed by the solubility or dispersibility of the product in the papermaking stock.
【0034】
本発明の応用において有用なカチオン性又は両性の澱粉は、一般的に米国特許
第4,385,961に記述されており、その開示事項は、参照することにより
本明細書中に取り込まれる。カチオン性澱粉材料は一般的に、グアールガム(gu
ar gum)や澱粉のような炭水化物に基づいて天然に産出するポリマーよりなる群
から選択される。本発明に実用上最も有用だと考えられるカチオン性澱粉材料に
は、小麦、ジャガイモ、米から取り出される澱粉材料が包含される。これらの材
料は、順次反応して澱粉骨格上にアンモニウム基が置換しても良いし、Dondeyne
et al がWO96/30591において示した方法に従ってカチオン化しても
良い。一般的に本発明にとって有用な澱粉は、澱粉分子内のアンモニウム基の置
換度(d.s.)が約0.01乃至0.05の間である。この置換度は、基本澱
粉に、エーテル 3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル−トリメチルアンモニウ
ム クロライド、又は、2,3−エポキシプロピル−トリメチルアンモニウム
クロライドを反応させることで得られ、カチオン化澱粉が得られる。理解される
ように、澱粉材料をカチオン化するための手段は本発明の範囲及び意図を超える
ところであり、これらの変性澱粉材料は良く知られており、様々な市販原料の中
から容易に入手できる。Cationic or amphoteric starches useful in the application of the present invention are generally described in US Pat. No. 4,385,961, the disclosure of which is incorporated herein by reference. Be done. Cationic starch materials are generally guar gum (gu
selected from the group consisting of naturally occurring polymers based on carbohydrates such as ar gum) and starch. Cationic starch materials that are considered to be most useful in practice for the present invention include starch materials derived from wheat, potato and rice. These materials may be sequentially reacted to substitute an ammonium group on the starch skeleton, and Dondeyne
It may be cationized according to the method shown by et al in WO 96/30591. Generally, starches useful in the present invention have a degree of substitution (ds) of ammonium groups within the starch molecule of between about 0.01 and 0.05. This degree of substitution is based on basic starch, ether 3-chloro-2-hydroxypropyl-trimethylammonium chloride, or 2,3-epoxypropyl-trimethylammonium chloride.
Obtained by reacting chloride, cationized starch is obtained. As will be appreciated, means for cationizing starch materials are beyond the scope and intent of the present invention, and these modified starch materials are well known and readily available from a variety of commercial sources. .
【0035】
セルロース系紙料の様々な特徴、例えばpH、硬度、イオン強度、及び、カチ
オン要求性等が、提案された用途におけるフロック剤の性能に影響を与える。フ
ロック剤の選択には、電荷のタイプ、電荷密度、分子量、及び、モノマーのタイ
プを考慮し、特に、水、及び、処理される紙料の化学性に依存する。Various characteristics of cellulosic stocks, such as pH, hardness, ionic strength, and cation requirements affect the performance of the flocking agent in the proposed application. The choice of flocking agent takes into account the type of charge, the charge density, the molecular weight, and the type of monomer, and depends in particular on the water and the chemistry of the stock to be treated.
【0036】
その他の添加剤を、本発明の活性を実質的に妨害すること無くセルロース系紙
料に充填しても良い。そのような他の添加剤には、例えば、ミョウバンやロジン
のようなサイジング剤、ピッチ制御剤、増量剤、殺生物剤等が包含される。本発
明の保持促進プログラムを付加されるセルロース系紙料は、二酸化チタンや沈降
及び/又は粉砕炭酸カルシウムやその他の無機又は有機フィラーのような顔料及
び/又はフィラーを含有していても良い。本発明は、ベントナイトやカオリンの
ような、その他の所謂微粒子プログラムと組み合わせることが可能であり、本発
明の精神に包含される。紙の生産者がグレードや紙料を変更する時には、特定の
状況下で本発明のコロイド状シリカゾルと他の微粒子の組み合わせは実用的に可
能であり、好ましい。Other additives may be loaded into the cellulosic paper stock without substantially interfering with the activity of the present invention. Such other additives include, for example, sizing agents such as alum and rosin, pitch control agents, extenders, biocides and the like. The cellulosic paper stock to which the retention promoting program of the present invention is added may contain pigments and / or fillers such as titanium dioxide, precipitated and / or ground calcium carbonate and other inorganic or organic fillers. The present invention can be combined with other so-called particulate programs, such as bentonite and kaolin, and are within the spirit of the invention. When the paper producer changes grades and stocks, the combination of the colloidal silica sol of the invention with other particulates is practically possible and preferred under certain circumstances.
【0037】
本発明のコロイド状シリカゾルは、Sofia et al.の米国特許第4,795,5
31号の教示による凝集剤と組み合わせて用いてもよく、その開示事項は参照さ
れることにより以下において本明細書に組み込まれる。Sofiaは、カチオン性凝
集剤及び高分子量の荷電されたフロック剤の存在下で微粒子を用いる微粒子プロ
グラムを教示する。The colloidal silica sols of the present invention are described in Sofia et al., US Pat. No. 4,795,5.
It may also be used in combination with a flocculant according to the teachings of No. 31, the disclosure of which is incorporated herein by reference. Sofia teaches a microparticle program that uses microparticles in the presence of a cationic flocculant and a high molecular weight charged floc agent.
【0038】
本発明のこの形態で使用できるカチオン性凝集剤の材料には、良く知られた市
販されている低分子量乃至中分子量の水溶性ポリアルキレンポリアミンが包含さ
れ、アルキレンポリアミンを2官能性アルキルハライドと反応させて調製される
ものが該当する。このタイプの材料は、エチレンジクロライドとアンモニアの反
応、或いは、エチレンジクロライドとアンモニアと第二アミン(ジメチルアミン
、エピクロルヒドリン‐ジメチルアミン、エピクロルヒドリン‐ジメチルアミン
‐アンモニア、ポリエチレンイミン等)の反応等から調製される縮合重合体ポリ
マーを包含する。また、ジアリルジメチルアンモニウムハライド(特にジアリル
ジメチルアンモニウムクロライド)、ジアルキルアミノアルキルアクリレート、
ジアルキルアミノアルキルアクリレートの四級アンモニウム塩等のようなビニル
モノマーの、高分子量の溶液重合のポリマー及び共重合ポリマーも有用である。
ここで、「アルキル」とは炭素原子数1乃至4、好ましくは炭素原子数1乃至2
の基を表す。好ましくは「アルキル」はメチルである。これらのモノマーとして
は、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート
、及び、それらの水溶性四級アンモニウム塩のような材料を例示することができ
る。ある特定の場合には、カチオン性澱粉を凝集剤として用いても良い。無機凝
集剤、例えばミョウバンやポリアルミニウムクロライドを、本発明において用い
ても良い。無機凝集剤の使用量割合は、代表的には、紙料中の繊維の乾燥重量を
基準として0.05乃至2重量%である。凝集剤をコロイド状シリカゾルと組み
合わせて用いることは任意である。Cationic flocculant materials that can be used in this form of the invention include the well-known commercially available low to medium molecular weight water-soluble polyalkylene polyamines, which are alkylene polyamines with difunctional alkyls. Those prepared by reacting with a halide are applicable. This type of material is prepared from the reaction of ethylene dichloride with ammonia or the reaction of ethylene dichloride with ammonia with secondary amines (dimethylamine, epichlorohydrin-dimethylamine, epichlorohydrin-dimethylamine-ammonia, polyethyleneimine, etc.) Includes condensation polymer polymers. In addition, diallyldimethylammonium halide (particularly diallyldimethylammonium chloride), dialkylaminoalkyl acrylate,
Also useful are high molecular weight solution polymerized and copolymerized polymers of vinyl monomers such as quaternary ammonium salts of dialkylaminoalkyl acrylates and the like.
Here, the “alkyl” has 1 to 4 carbon atoms, preferably 1 to 2 carbon atoms.
Represents the group of. Preferably "alkyl" is methyl. Examples of these monomers include materials such as dimethylaminoethyl acrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, and water-soluble quaternary ammonium salts thereof. In certain cases, cationic starch may be used as a flocculant. Inorganic flocculants such as alum and polyaluminum chloride may be used in the present invention. The amount of the inorganic flocculant used is typically 0.05 to 2% by weight based on the dry weight of the fibers in the stock. The use of a flocculant in combination with the colloidal silica sol is optional.
【0039】
本発明の方法は、ここにおいて記述したフィラーを含有する全てのグレード及
びタイプの紙製品に適用でき、さらに、化学パルプ(堅木及び軟木の両方から得
られる硫酸パルプ、亜硫酸パルプを含む)、熱‐機械パルプ、機械パルプ、砕木
パルプ等、全てのタイプのパルプを用いる場合に適用でき、パルプのタイプは限
定されない。The method of the present invention is applicable to all grades and types of paper products containing the fillers described herein, and further includes chemical pulp (sulfate pulp, sulfite pulp obtained from both hardwood and softwood). ), Thermo-mechanical pulp, mechanical pulp, groundwood pulp and the like, and is applicable when using all types of pulp, and the type of pulp is not limited.
【0040】
抄紙工程において無機フィラーは一般的に抄紙原料に添加されて用いられ、そ
の量は、紙料中の乾燥繊維100重量部当たりフィラーを約10乃至約30重量
部とする。ただし、かかるフィラーの量は時により、同じ基準で約5重量部程度
の低用量又は0重量部であっても良く、約40重量部程度の高用量又は50重量
部であっても良い。In the papermaking process, the inorganic filler is generally added to the papermaking raw material and used in an amount of about 10 to about 30 parts by weight of filler per 100 parts by weight of dry fiber in the paper stock. However, the amount of such fillers may sometimes be as low as about 5 parts by weight or 0 parts by weight, and as high as about 40 parts by weight or 50 parts by weight, on the same basis.
【0041】
以下の実施例は本発明を説明するためのものであり、限定的に解釈すべきもの
ではない。The following examples serve to illustrate the invention and should not be construed in a limiting way.
【0042】
(実施例1)
(本発明のコロイド状シリカゾルの調製)
285.8ポンドの軟水を、再循環ポンプを備える反応機に充填し、1分間当
たり50ガロンの速度(gpm)で再循環を開始する。5.63ポンドの95重
量%硫酸溶液を、必要に応じて75°F以下に降温するように反応機の内容物を
冷却しながら、ゆっくりと反応機に添加する。反応機の内容物を5分間循環させ
た後、Na2Oに対するSiO2のモル比が3.26で、pHが11.2の珪酸ナ
トリウムを289.5ポンド添加する。反応機温度が81°Fを超えないように
冷却を行う。珪酸ナトリウムを添加後に水性珪酸の添加を開始し、3169.1
ポンドの水性珪酸(SiO2固形分が6.40重量%である)を、13.20ポ
ンド/分(又は1.52ガロン/分)の速度で、温度を80°Fに維持しながら
添加する。75%の珪酸(2376.8ポンド)を充填した時点(おおよそ3.
0時間)で、ゆっくりと0.7°F/分の速度で温度が120°Fに達するまで
昇温する。組成物を加熱しながら珪酸の添加を続行する。組成物の温度が100
°Fに達するまでの所要時間は10分間であり、115°Fに達するまでの経過
時間は36分間である。全ての珪酸を添加した後、組成物の温度を120°Fに
1時間(すなわち、珪酸添加が完了した後に計時を開始する)維持する。その後
、温度を118乃至122°Fに維持して、組成物の固形分濃度を増大させるた
めに、組成物を限外濾過する。シリカの濃度が14.8乃至16.6重量%、好
ましくは15.0重量%に達した時に、限外濾過を停止する。Example 1 Preparation of Colloidal Silica Sol of the Invention 285.8 pounds of soft water was charged to a reactor equipped with a recirculation pump and recirculated at a rate of 50 gallons per minute (gpm). To start. 5.63 lbs of 95 wt% sulfuric acid solution is added slowly to the reactor, cooling the reactor contents as needed to cool below 75 ° F. After circulating the reactor contents for 5 minutes, 289.5 lbs of sodium silicate having a SiO 2 to Na 2 O molar ratio of 3.26 and a pH of 11.2 is added. Cooling is performed so that the reactor temperature does not exceed 81 ° F. The addition of aqueous silicic acid was started after the addition of sodium silicate,
Pounds of the aqueous silicic acid (SiO 2 solid content is 6.40% by weight), at a rate of 13.20 lbs / minute (or 1.52 gallons / minute), is added while maintaining the temperature at 80 ° F . When filled with 75% silicic acid (2376.8 lbs) (approximately 3.
At 0 hours) slowly ramp up at a rate of 0.7 ° F / min until the temperature reaches 120 ° F. Continue to add silicic acid while heating the composition. The composition temperature is 100
The time required to reach ° F is 10 minutes and the elapsed time to reach 115 ° F is 36 minutes. After all the silicic acid has been added, maintain the temperature of the composition at 120 ° F. for 1 hour (ie, start timing after the silicic acid addition is complete). The temperature is then maintained at 118-122 ° F and the composition is ultrafiltered to increase the solids concentration of the composition. When the silica concentration reaches 14.8 to 16.6 wt%, preferably 15.0 wt%, ultrafiltration is stopped.
【0043】
得られた本発明のコロイド状シリカ組成物は、比重が1.1048、シリカの
表面積が804.3m2/g、及びS‐値が48.1と決定された。さらに室温
で45日後に、シリカの表面積が751m2/gと決定された。The resulting colloidal silica composition of the present invention was determined to have a specific gravity of 1.1048, a silica surface area of 804.3 m 2 / g, and an S-value of 48.1. After a further 45 days at room temperature, the surface area of the silica was determined to be 751 m 2 / g.
【0044】
(実施例2)
151.2gの脱イオン水及び4.0gの硫酸ナトリウムを丸底フラスコに充
填し、硫酸ナトリウムが溶解するまでかき混ぜる。混合しながら、124.8g
の珪酸ナトリウムをフラスコに添加する。フラスコの内容物を80°Fに加熱す
る。合計で1720gの珪酸(比重が1.039である)を、7.2g/分の速
度で4時間かけてフラスコに添加する。860gの又は2分の1の珪酸を添加し
た後でフラスコの内容物を加熱し、最終温度を120°Fとする。組成物を加熱
しながら珪酸を添加し続ける。その後、温度を118乃至122°Fに維持する
。4時間目の最終添加後に、反応フラスコを室温まで冷却し、組成物の固形分濃
度を増大させるために、350gの組成物に限外濾過を行う。除去した水の測定
量が166.82gに達した時点で限外濾過を停止する。最終組成物の固形分は
、16.12重量%である。Example 2 151.2 g of deionized water and 4.0 g of sodium sulfate are charged to a round bottom flask and stirred until the sodium sulfate is dissolved. 124.8 g with mixing
Of sodium silicate is added to the flask. Heat the contents of the flask to 80 ° F. A total of 1720 g silicic acid (specific gravity 1.039) is added to the flask at a rate of 7.2 g / min over 4 hours. The contents of the flask are heated to a final temperature of 120 ° F after the addition of 860g or 1/2 of silicic acid. Continue to add silicic acid while heating the composition. Thereafter, the temperature is maintained at 118-122 ° F. After the fourth hour final addition, the reaction flask is cooled to room temperature and 350 g of the composition is ultrafiltered to increase the solids concentration of the composition. Ultrafiltration is stopped when the measured amount of water removed reaches 166.82 g. The solids content of the final composition is 16.12% by weight.
【0045】
得られた本発明のコロイド状シリカ組成物は、比重が1.1067、シリカの
表面積が904m2/g、及びS‐値が39と決定された。さらに33日後に、
シリカの表面積が904m2/gと測定された。The resulting colloidal silica composition of the present invention was determined to have a specific gravity of 1.1067, a silica surface area of 904 m 2 / g and an S-value of 39. 33 more days later,
The surface area of silica was measured to be 904 m 2 / g.
【0046】
(実施例3)
(本発明のコロイド状シリカゾルの調製)
285ポンドの軟水を、再循環ポンプを備える反応機に充填し、50gpmの
速度で再循環を開始する。5.63ポンドの95重量%硫酸溶液を、必要に応じ
て75°F以下に降温するように反応機の内容物を冷却しながら、ゆっくりと反
応機に添加する。反応機の内容物を5分間循環させた後、Na2Oに対するSi
O2のモル比が3.26で、pHが11.2の珪酸ナトリウムを290ポンド添
加する。反応機温度が81°Fを超えないように冷却を行う。珪酸ナトリウムを
添加後に水性珪酸の添加を開始し、3225ポンドの水性珪酸(SiO2固形分
が6.37重量%、粘度が2.9センチポイズ、比重が1.0388及び、pH
が2.76である)を、13.4ポンド/分の速度で、温度を80°Fに維持し
ながら添加する。75%の珪酸(2419ポンド)を充填した時点(おおよそ3
.0時間)で、ゆっくりと0.7°F/分の速度で温度が120°Fに達するま
で昇温する。組成物を加熱しながら珪酸の添加を続行する。組成物の温度が10
0°Fに達するまでの所要時間は40分間であり、115°Fに達するまでの経
過時間は57分間である。全ての珪酸を添加した後、組成物の温度を120°F
に1時間(すなわち、珪酸添加が完了した後に計時を開始する)維持する。その
後、温度を118乃至122°Fに維持して、組成物の固形分濃度を増大させる
ために、組成物を限外濾過する。シリカの濃度が14.8乃至16.6重量%、
好ましくは15.0重量%に達した時に、限外濾過を停止する。Example 3 Preparation of the Colloidal Silica Sol of the Invention 285 pounds of soft water is charged to a reactor equipped with a recirculation pump and recirculation is initiated at a rate of 50 gpm. 5.63 lbs of 95 wt% sulfuric acid solution is added slowly to the reactor, cooling the reactor contents as needed to cool below 75 ° F. After circulating the reactor contents for 5 minutes, the Si to Na 2 O
Add 290 lbs of sodium silicate with an O 2 molar ratio of 3.26 and a pH of 11.2. Cooling is performed so that the reactor temperature does not exceed 81 ° F. Sodium silicate addition of aqueous silicate started after the addition, 3,225 lbs of aqueous silicic acid (SiO 2 solids 6.37% by weight, a viscosity of 2.9 centipoise, a specific gravity of 1.0388 and, pH
Is 2.76) at a rate of 13.4 lbs / min while maintaining the temperature at 80 ° F. When filled with 75% silicic acid (2419 lbs) (approximately 3
. At 0 hours) slowly ramp up at a rate of 0.7 ° F / min until the temperature reaches 120 ° F. Continue to add silicic acid while heating the composition. The temperature of the composition is 10
The time required to reach 0 ° F is 40 minutes, and the elapsed time to reach 115 ° F is 57 minutes. After all the silicic acid has been added, the composition temperature is 120 ° F.
For 1 hour (ie, start timing after silicic acid addition is complete). The temperature is then maintained at 118-122 ° F and the composition is ultrafiltered to increase the solids concentration of the composition. Silica concentration of 14.8 to 16.6% by weight,
Ultrafiltration is stopped, preferably when it reaches 15.0% by weight.
【0047】
得られた本発明のコロイド状シリカ組成物は、比重が1.1033、シリカの
表面積が786.4m2/g、及びS‐値が41と決定された。51日後の表面
積は、711.2m2/gと測定された。The resulting colloidal silica composition of the present invention was determined to have a specific gravity of 1.1033, a silica surface area of 786.4 m 2 / g, and an S-value of 41. The surface area after 51 days was measured to be 711.2 m 2 / g.
【0048】
(実施例4)
(本発明のコロイド状シリカゾルの調製)
槽の底部付近にスクリーンを取り付けた反応槽に、ナトリウム型のアンバーラ
イト(商標)IRC84SPイオン交換樹脂(ローム&ハースから入手可能)を
226ガロン充填する。樹脂を再生して40%以上の再生が完了した水素型にす
るために、製造者が定める手順を行う。樹脂を水できれいにすすぎ、排水する。Example 4 (Preparation of the Colloidal Silica Sol of the Present Invention) A sodium Amberlite ™ IRC84SP ion exchange resin (available from Rohm & Haas) was placed in a reactor equipped with a screen near the bottom of the tank. ) For 226 gallons. In order to regenerate the resin to the hydrogen form with 40% or more complete regeneration, follow the manufacturer's defined procedure. Rinse resin thoroughly with water and drain.
【0049】
1469ポンドの水を反応槽に充填し、反応槽の内容物の混合を開始し、樹脂
を縣濁させる。次に、反応機の内容物を75°Fに加熱する。564ポンドの水
で希釈した1231ポンドの珪酸(Na2Oに対するSiO2のモル比が3.26
で、pHが11.2である)を、反応槽に充填する(10分間かけて充填する)
。反応槽の内容物のpH及び電気伝導度を、pHが9.8に達し、電気伝導度が
5800μmhoに達するまでは、約10分間ごとに監視する。反応機の内容物
に、(上記したような)珪酸ナトリウムを150ポンド添加し、pHを約10.
6に上げる。容器の内容物を約20分間攪拌し、その後、反応槽の内容物を底部
からスクリーンを通して取り出した。少量の水を樹脂に通し水洗して残留生成物
を取り出し、生成物に混合した。Fill the reactor with 1469 pounds of water, start mixing the contents of the reactor, and suspend the resin. The reactor contents are then heated to 75 ° F. 1231 lbs of silicic acid diluted with 564 lbs of water (SiO 2 to Na 2 O molar ratio 3.26).
And the pH is 11.2) is charged to the reaction tank (filling for 10 minutes).
. The pH and electrical conductivity of the contents of the reactor are monitored about every 10 minutes until the pH reaches 9.8 and the electrical conductivity reaches 5800 μmho. To the contents of the reactor was added 150 pounds of sodium silicate (as described above) and the pH was about 10.
Raise to 6. The contents of the vessel were stirred for about 20 minutes, after which the contents of the reactor were removed from the bottom through a screen. A small amount of water was passed through the resin and washed with water to remove the residual product, which was mixed with the product.
【0050】
得られた本発明のコロイド状シリカ組成物は、比重が1.0877、シリカの
表面積が927.4m2/g、S‐値が32、及び、SiO2固形分の重量%が1
2.9%と決定された。The resulting colloidal silica composition of the present invention has a specific gravity of 1.0877, a silica surface area of 927.4 m 2 / g, an S-value of 32, and a SiO 2 solids content of 1% by weight.
It was determined to be 2.9%.
【0051】
(実施例5)
A.合成標準紙料の調製
・アルカリ性紙料−
アルカリ性紙料はpHが8.1で、70重量%のセルロース繊維と30重量%
のフィラーから構成され、全体の濃度を合成処方水(synthetic formulation wa
ter)を用いて0.5重量%に希釈されている。セルロース繊維は、60重量%
の漂白堅木クラフトと40重量%の漂白軟木クラフトとからなる。これらは
乾燥したラップをそれぞれ打って、カナディアンスタンダードフリーネス(Cana
dian Standard Freeness)(CSF)の値が340乃至380の範囲となるよう
に調製したものである。フィラーは市販の粉砕炭酸カルシウムであり、乾燥体で
あった。処方水は、200ppmのカルシウム硬度(CaCl2として添加)、
152ppmのマグネシウム硬度(MgSO4として添加)及び、110ppm
の重炭酸アルカリ度(NaHCO3として添加)を含有していた。Example 5 A. Preparation of Synthetic Standard Stock-Alkaline stock-The alkaline stock has a pH of 8.1, 70% by weight of cellulose fibers and 30% by weight.
The total concentration of the synthetic formulation water (synthetic formulation wa
ter) and diluted to 0.5% by weight. Cellulose fiber is 60% by weight
Bleached hardwood kraft and 40% by weight bleached softwood kraft. Each of these was struck with a dry wrap to produce Canadian Standard Freeness (Cana
It was prepared so that the value of dian Standard Freeness (CSF) is in the range of 340 to 380. The filler was commercially available ground calcium carbonate, which was a dried product. Formulated water has a calcium hardness of 200 ppm (added as CaCl 2 ),
152 ppm magnesium hardness (added as MgSO 4 ) and 110 ppm
Of bicarbonate alkalinity (added as NaHCO 3 ).
【0052】
・酸性紙料−
酸性紙料は、堅木/軟木重量比が60/40のクラフトからなるものであった
。上述したように、繊維は、フィラー及び水と混合される前に、あらかじめ34
0乃至380CSFにそれぞれ精製されている。紙料の総固形分は、92.5重
量%のセルロース繊維、7.5重量%のフィラーからなる。フィラーには、2.
5重量%の二酸化チタン(デュポン社のチタノックス)及び、5.0重量%のカ
オリンクレイを混合した。繊維及びフィラーを希釈するために用いる水は、上記
アルカリ性紙料において概説したような付加的な塩を、ここでも含有している。
その他の添加材には、乾燥固形分1トン当たり20lbs活性となる量のミョウ
バンが含まれていた。紙料のpHは、50%希釈硫酸を用い、ミョウバン添加後
の紙料pHが5.0となるように調節した。Acidic Stock-The acidic stock consisted of kraft with a hardwood / softwood weight ratio of 60/40. As mentioned above, the fibers should be pre-mixed before being mixed with the filler and water.
0 to 380 CSF respectively. The total solids of the stock consists of 92.5% by weight cellulose fibers and 7.5% by weight filler. For the filler, 2.
5 wt% titanium dioxide (Titanox from DuPont) and 5.0 wt% kaolin clay were mixed. The water used to dilute the fibers and fillers also contains additional salts as outlined in the alkaline stock above.
Other additives included alum in an amount to provide 20 lbs activity per ton of dry solids. The pH of the stock was adjusted with 50% diluted sulfuric acid so that the pH of the stock after addition of alum was 5.0.
【0053】
(FBRMデータ(集束ビーム反射率の測定))
以下の実施例で行われた走査レーザー顕微鏡検査は、米国特許第4,871,
251号(Preikschat, F.K. and E. (1989)に対して付与)に概説されており、
一般的に、レーザー源、照射光を供給し紙料からの散乱光を回収する光学系、光
ダイオード、及び、信号分析機器から構成される。市販の機器は、レセンテック
(商標)、レッドモンド、ワシントン(Lasentec, Redmond, Washington)から
入手可能である。FBRM Data (Measurement of Focused Beam Reflectance) Scanning laser microscopy performed in the following examples is described in US Pat. No. 4,871,
251 (issued to Preikschat, FK and E. (1989)),
Generally, it is composed of a laser source, an optical system for supplying irradiation light and collecting scattered light from the paper stock, a photodiode, and a signal analysis device. Commercially available equipment is available from Lasentec, Redmond, Washington.
【0054】
実験は、300mLのセルロース繊維含有スラリーを取り、これを適切なミキ
シングビーカーに入れる。可変速度モーターとプロペラによって紙料にせん断を
行う。ミキサーは、ここでの全ての実験で720rpmに設定する。プロペラは
、プローブウインドウ(probe window)から固定の距離に設置し、ウインドウを
横切るスラリーの動きを確実にした。アルカリ性及び酸性紙料の両方について、
代表的なテスト手順を以下に示す。The experiment takes 300 mL of a cellulosic fiber containing slurry and places it in a suitable mixing beaker. Shear the stock with a variable speed motor and propeller. The mixer is set at 720 rpm for all experiments here. The propeller was installed at a fixed distance from the probe window to ensure movement of the slurry across the window. For both alkaline and acidic stocks,
A typical test procedure is shown below.
【0055】[0055]
【表1】 [Table 1]
【0056】[0056]
【表2】 [Table 2]
【0057】
微粒子添加後のフロックの平均弦長の変化を、動的排水ジャー(Jar)保持測
定との相関関係を評価した。その結果、処理によって誘発された平均弦長の変化
の変化が大きくなるほど、保持値が高くなる。The change in the average chord length of the flocs after addition of fine particles was evaluated for correlation with the dynamic drainage jar (Jar) retention measurement. As a result, the greater the change in average chord length change induced by the process, the higher the hold value.
【0058】
(試験材料の物性)
以下の材料を本特許の実施例において用いるが、それらの物性を以下に特定す
る。Physical Properties of Test Materials The following materials are used in the examples of this patent, but their physical properties are specified below.
【0059】[0059]
【表3】 [Table 3]
【0060】
B(1).酸性紙料の保持向上
上述の「標準合成紙料」において概説したように、合成酸紙料を調製した。F
BRM実験により以下の結果が得られた。B (1). Improving Acid Stock Retention Synthetic acid stock was prepared as outlined above in "Standard Synthetic Stock". F
The following results were obtained by the BRM experiment.
【0061】[0061]
【表4】 [Table 4]
【0062】
上記データから分かるように、本発明の対象である材料は2lbs/トンの活
性量で、おおよそ60〜70%の向上を示し、この合成酸紙料中においてフロッ
ク化の程度を増大させた。
B(2).アルカリ性紙料の保持向上
同様の方法により、「標準アルカリ性合成紙料」について材料をテストした。
FBRM実験も同様に行い、結果は以下のように集約される。As can be seen from the above data, the material which is the subject of the present invention shows an improvement of approximately 60-70% at an activity level of 2 lbs / ton, increasing the degree of flocculation in this synthetic acid stock. It was B (2). Improving retention of alkaline stock The material was tested for "standard alkaline synthetic stock" in a similar manner.
The FBRM experiment was also performed, and the results are summarized as follows.
【0063】[0063]
【表5】 [Table 5]
【0064】
上記の結果は、ここにおける方法で作製した材料はアルカリ性紙料中において
、従来のコロイド状シリカと比べて高い保持性が得られることを示している。こ
の場合、向上率は従来のコロイド状シリカの50%から、100%超である。The above results show that the material produced by the method here has a higher retention in alkaline paper stock than conventional colloidal silica. In this case, the improvement rate is from 50% of the conventional colloidal silica to more than 100%.
【0065】
上述のアルカリ性紙料を用いて行った、さらに別の実験では、以下の結果が認
められた。In yet another experiment conducted with the above-mentioned alkaline paper stock, the following results were observed.
【0066】[0066]
【表6】 [Table 6]
【0067】
上記の実験では、本発明の対象である材料は、合成アルカリ性紙料中における
フロック化の程度を、従来のコロイド状シリカと比べて100%超まで向上させ
た。その結果、本件に係る材料によって、アルカリ性紙料の保持に関して顕著な
向上効果が得られた。
C.排水性の向上
排水性を、真空排水試験機(ナルコケミカル社)を用いて測定した。500m
L容量の原料を機器の原料貯蔵槽に入れ、攪拌しながら添加剤と共に供給し、排
水した。原料の排水は真空下で行われ、この場合にはフィルパコ#716(Filp
ako #716)セルロースフィルター上で行われた。
排水を開始してから空気がパッドを通過して引かれるようになるまでに必要とさ
れる時間を、「排水時間」として記録した。バキュームゲージから読み取られる
最終の真空値を、真空引きを終了して10秒後に記録した。付加した真空レベル
はHgで14in.、混合速度は900rpmであり、デジタル コール−パル
マー サーボダイン ミキサーシステム コントローラー(digital Cole-Palme
r ServoDyne Mixer System Controller)によって制御した。In the above experiments, the material which is the subject of the present invention improved the degree of flocking in synthetic alkaline stocks by more than 100% compared to conventional colloidal silica. As a result, the material according to the present invention provided a significant improvement effect on the retention of the alkaline stock. C. Improvement of drainage The drainage was measured using a vacuum drainage tester (Narco Chemical Co.). 500 m
A raw material of L capacity was put into a raw material storage tank of the equipment, supplied with an additive while stirring, and drained. The drainage of the raw material is done under vacuum, in this case Filpaco # 716 (Filp
ako # 716) Made on a cellulose filter. The time required from the start of drainage until the air was drawn through the pad was recorded as the "drainage time". The final vacuum value read from the vacuum gauge was recorded 10 seconds after the vacuum was terminated. The added vacuum level is 14 in. In Hg. , The mixing speed was 900 rpm, and the digital Cole-Palmer Servo Dyne mixer system controller (digital Cole-Palme
r ServoDyne Mixer System Controller).
【0068】
このテストに用いた紙料は、軟木が13%、堅木が49.4%、粉砕木材が6
.0%及び、損紙が31.6%から構成されるアルカリ性紙料である。澱粉(ス
タロックカチオン性澱粉)を、40lbs/トン添加した。フロック剤は、10
モル%のカチオン性ポリアクリルアミド(cPAM)からなるものであった。そ
れを0.6lbs/トン添加した。添加の手順は以下の通りである。The stock used in this test was 13% softwood, 49.4% hardwood and 6% ground wood.
. It is an alkaline stock composed of 0% and 31.6% of broke. Starch (staloc cationic starch) was added at 40 lbs / ton. Flock agent is 10
It consisted of mol% cationic polyacrylamide (cPAM). It was added at 0.6 lbs / ton. The procedure of addition is as follows.
【0069】[0069]
【表7】 [Table 7]
【0070】
また、排水時間と最終真空度、排水速度(300mLの濾過を排水するのに要
する時間として定義される)についても記録した。その結果を下記表にまとめる
。The drainage time, final vacuum, and drainage rate (defined as the time required to drain 300 mL of filtration) were also recorded. The results are summarized in the table below.
【0071】[0071]
【表8】 [Table 8]
【0072】
このデータから分かるように、本特許の対象である材料、すなわちサンプル4
は、ブランクと比べて係数が7となるまでに、またフロック剤による単独処理と
比べて係数が2となるまでに、排水速度を増大させた。同様の向上効果が、排水
速度及び最終真空度について観察された。従って、本発明の対象である材料は排
水性を向上させる。As can be seen from this data, the material that is the subject of this patent, namely Sample 4
Increased the drainage rate by a factor of 7 compared to the blank and by a factor of 2 compared to the single treatment with the floc agent. Similar enhancement effects were observed for drainage rate and final vacuum. Therefore, the material which is the subject of the present invention improves drainage.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,UG,ZW),E A(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ,BA ,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CU, CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,GD,G E,GH,GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS ,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK, LR,LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,M N,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU ,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM, TR,TT,UA,UG,UZ,VN,YU,ZA,Z W (72)発明者 カイサー,ブルース,エイ. アメリカ合衆国,60565 イリノイ州,ナ パヴィル,ブレッケンリッジ レイン 2708 (72)発明者 ナン,マウリーン,ビー. アメリカ合衆国,60565 イリノイ州,ナ パヴィル,ニューポート ドライヴ 2648 (72)発明者 ヒュアン,チェン−スン アメリカ合衆国,60565 イリノイ州,ナ パヴィル,モーガン サークル 1876 (72)発明者 マクドナルド,デニス,エル. アメリカ合衆国,60187 イリノイ州,ホ イートン,ハンプトン ドライヴ 1914 Fターム(参考) 4G072 AA28 CC04 EE01 HH21 JJ13 MM14 PP11 TT05 UU25 4L055 AA02 AA03 AC06 AG18 AG48 AG73 AH01 AH18 EA17 EA20 EA25 EA30 EA31 EA32 EA40 FA10 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, I T, LU, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ , CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, K E, LS, MW, SD, SL, SZ, UG, ZW), E A (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ , TM), AE, AL, AM, AT, AU, AZ, BA , BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, CU, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, GB, GD, G E, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS , JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MD, MG, MK, M N, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU , SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, UA, UG, UZ, VN, YU, ZA, Z W (72) Inventor Kaiser, Bruce, A. Na, United States, 60565, Illinois Paville, Breckenridge Rain 2708 (72) Inventor Nan, Maureen, Bee. Na, United States, 60565, Illinois Paville, Newport Drive 2648 (72) Inventor Huan, Chen Sun Na, United States, 60565, Illinois Paville, Morgan Circle 1876 (72) Inventor McDonald, Dennis, Elle. United States, 60187, Illinois, Ho Eaton, Hampton Drive 1914 F-term (reference) 4G072 AA28 CC04 EE01 HH21 JJ13 MM14 PP11 TT05 UU25 4L055 AA02 AA03 AC06 AG18 AG48 AG73 AH01 AH18 EA17 EA20 EA25 EA30 EA31 EA32 EA40 FA10
Claims (23)
有する安定なコロイド状シリカ。1. A stable colloidal silica having a surface area of 700 m 2 / g or more and an S-value of 20 to 50.
状シリカ。2. The colloidal silica according to claim 1, wherein the surface area is 750 m 2 / g or more.
状シリカ。3. The colloidal silica according to claim 1, wherein the surface area is 800 m 2 / g or more.
コロイド状シリカ。4. The colloidal silica of claim 1, wherein said S-value is 40 or less than 40.
1のコロイド状シリカ。5. The colloidal silica according to claim 1, which has a solids weight% based on SiO 2 of 7% or more.
請求項5のコロイド状シリカ。6. The colloidal silica of claim 5 having a solids weight percent based on SiO 2 of 10 to 20%.
有する安定なコロイド状シリカの調製方法であって: (a) 水と、アルカリ金属酸化物に対するSiO2のモル比が15:1乃至
1:1の範囲にあり且つpHが10以上の珪酸アルカリ金属塩と、酸、当該酸に
対応する塩及びそれらの混合物よりなる群から選ばれる化合物とを含有し、当初
は前記珪酸アルカリ金属塩と前記化合物とが重量比で63:1以上の割合で存在
する開始組成物を調製すると共に、当該開始組成物の温度を90°F以下に維持
し; (b) 前記開始組成物に、SiO2量が4.0乃至8.5重量%で且つ温度
を90°F以下に維持した水性の珪酸組成物を、ゆっくりと連続的に、当該珪酸
組成物の2分の1から4分の3まで添加し; (c) 前記組成物を115乃至125°Fにゆっくりと昇温し、その温度を
珪酸組成物の添加が完了するまで維持し; (d) 必要に応じて、前記組成物を125°F以下で約1時間維持し; (e) 加熱を停止し、必要に応じてSiO2を基準とする固形分が7重量%
以上になるまで前記組成物から水を除去することを特徴とする、安定なコロイド
状シリカの調製方法。7. A process for preparing stable colloidal silica having a surface area of 700 m 2 / g or more and an S-value of 20 to 50: (a) water and the moles of SiO 2 with respect to the alkali metal oxide. A ratio of 15: 1 to 1: 1 and a pH of 10 or more alkali metal silicate, and a compound selected from the group consisting of an acid, a salt corresponding to the acid, and a mixture thereof. Prepares a starting composition in which the alkali metal silicate salt and the compound are present in a weight ratio of 63: 1 or more, and maintains the temperature of the starting composition at 90 ° F or lower; (b) An aqueous silicic acid composition having an amount of SiO 2 of 4.0 to 8.5% by weight and a temperature maintained at 90 ° F. or lower was slowly and continuously added to the starting composition for 2 minutes of the silicic acid composition. Adding from 1 to 3/4; (c) said The composition is slowly warmed to 115-125 ° F and maintained at that temperature until the addition of the silicic acid composition is complete; (d) optionally, the composition at 125 ° F or less for about 1 hour. Maintain; (e) stop heating and optionally 7% by weight solids based on SiO 2.
A method for preparing stable colloidal silica, characterized in that water is removed from the composition until the above.
維持する請求項7の方法。8. The method of claim 7, wherein in step (b) the temperature is maintained in the range of 60 to 90 ° F.
囲に維持する請求項7の方法。9. The method of claim 7, wherein in step (d) the temperature is maintained in the range of 115-125 ° F.
前記組成物から水を除去することを特徴とする請求項7の方法。10. The method of claim 7, wherein in step (e), water is removed from the composition until the solid content is 10% by weight or more.
を有する安定なコロイド状シリカの調製方法であって: (a) 反応槽に、水素型でのイオン交換容量が40%以上である陽イオン交
換樹脂を充填し、当該反応槽は前記コロイド状シリカを前記イオン交換樹脂から
分離する手段を有し; (b) 前記反応槽に、アルカリ金属酸化物に対するSiO2のモル比が15
:1乃至1:1の範囲にあり且つpHが10.0以上の水性珪酸アルカリ金属塩
を充填し; (c) 前記反応槽の内容物を、当該内容物のpHが8.5乃至11.0の範
囲になるまで攪拌し; (d) 前記珪酸アルカリ金属塩を追加して、前記反応槽の内容物のpHを1
0.0以上に調整し; (e) 生成したコロイド状シリカを、前記イオン交換樹脂から分離して、前
記反応槽から取り出すことを特徴とする、安定なコロイド状シリカの調製方法。11. A method for preparing stable colloidal silica having a surface area of 700 m 2 / g or more and an S-value of 20 to 50: (a) The reaction vessel has an ion exchange capacity in hydrogen form. 40% or more of a cation exchange resin is filled, and the reaction tank has means for separating the colloidal silica from the ion exchange resin; (b) The reaction tank contains SiO 2 with respect to an alkali metal oxide. Molar ratio of 15
1 to 1: 1 and a pH of 10.0 or more is filled with an aqueous alkali metal silicate; (c) The content of the reaction vessel is adjusted to pH 8.5 to 11. Stir until it reaches the range of 0; (d) Add the alkali metal silicate and adjust the pH of the contents of the reaction vessel to 1;
Adjusted to 0.0 or more; (e) A method for preparing stable colloidal silica, characterized in that the produced colloidal silica is separated from the ion exchange resin and taken out from the reaction tank.
手段は、前記反応槽の底部付近に設けられたスクリーンからなる請求項11の方
法。12. The method of claim 11, wherein the means for separating the colloidal silica from the ion exchange resin comprises a screen provided near the bottom of the reaction vessel.
.0である請求項11の方法。13. In step (c), the pH of the contents is 9.2 to 10.
. The method of claim 11, wherein 0.
リ金属イオンに対する前記陽イオン交換樹脂中の水素イオンのモル比が、40乃
至100%の範囲にある請求項11の方法。14. The method according to claim 11, wherein in step (a), the molar ratio of hydrogen ions in the cation exchange resin to alkali metal ions in the alkali metal silicate is in the range of 40 to 100%.
0°Fに維持される請求項11の方法。15. In the step (c), the content of the reaction vessel is 50 to 10
12. The method of claim 11 maintained at 0 ° F.
.5の範囲にある請求項11の方法。16. In step (c), the pH of the contents is 9.2 to 10.
. The method of claim 11 in the range of 5.
4乃至10.7に調整する請求項11の方法。17. In step (d), the pH of the contents of the reaction vessel is adjusted to 10.
The method according to claim 11, wherein the method is adjusted to 4 to 10.7.
調製し; b. 前記紙料に対して、 (i) 700m2/g以上の表面積及び、20乃至50のS‐値を有する安
定なコロイド状シリカを、前記紙料中の繊維の乾燥重量を基準にして約0.00
005乃至約1.25重量%;及び (ii) 分子量が500,000ダルトン以上で実質的に水溶性の高分子フ
ロック剤を、前記紙料中の繊維の乾燥重量を基準にして約0.001乃至約0.
5重量%添加し; c. 前記紙料を脱水してセルロースシートを得ることを特徴とする、セルロ
ースシートの作製方法。18. A method of making a cellulose sheet, comprising: a. Preparing a cellulose stock containing 0.01 to 1.5% by weight of cellulose fibers; b. For the stock, (i) stable colloidal silica having a surface area of 700 m 2 / g or more and an S-value of 20 to 50 is added to about 0 based on the dry weight of the fibers in the stock. .00
005 to about 1.25% by weight; and (ii) a substantially water-soluble polymeric flocking agent having a molecular weight of 500,000 daltons or more and about 0.001 based on the dry weight of the fibers in the stock. To about 0.
5% by weight; c. A method for producing a cellulose sheet, which comprises dehydrating the paper material to obtain a cellulose sheet.
料にカチオン凝集剤を添加する付加的工程をさらに有する請求項18の方法。19. The method of claim 18, further comprising the additional step of adding a cationic flocculant to the stock before adding the polymeric flocking agent to the stock.
調製し; b.前記紙料に対して、 (i) 700m2/g以上の表面積及び、20乃至50のS‐値を有する安
定なコロイド状シリカを、前記紙料中の繊維の乾燥重量を基準にして約0.00
005乃至約1.25重量%;及び (ii) カチオン性澱粉を、前記紙料中の繊維の乾燥重量を基準にして約0
.005乃至約5.0重量%添加し; c. 前記紙料を脱水してセルロースシートを得ることを特徴とする、セルロ
ースシートの作製方法。20. A method of making a cellulose sheet, comprising: a. Preparing a cellulose stock containing 0.01 to 1.5% by weight of cellulose fibers; b. For the stock, (i) stable colloidal silica having a surface area of 700 m 2 / g or more and an S-value of 20 to 50 is added to about 0 based on the dry weight of the fibers in the stock. .00
005 to about 1.25% by weight; and (ii) the cationic starch, about 0, based on the dry weight of the fibers in the stock.
. 005 to about 5.0% by weight; c. A method for producing a cellulose sheet, which comprises dehydrating the paper material to obtain a cellulose sheet.
で実質的に水溶性の高分子フロック剤を、前記紙料中の繊維の乾燥重量を基準に
して約0.001乃至約0.5重量%添加する工程b(iii)をさらに有する
請求項20の方法。21. A substantially water-soluble polymeric flocking agent having a molecular weight of 500,000 daltons or more is added to the paper stock in an amount of about 0.001 to about 1 to 100, based on the dry weight of the fibers in the paper stock. 21. The method of claim 20, further comprising step b (iii) adding about 0.5% by weight.
て: 抄紙される紙料を抄紙機上に置く前に、当該紙料に対して、700m2/g以
上の表面積及び、20乃至50のS‐値を有する安定なコロイド状シリカを前記
紙料中の繊維の乾燥重量を基準にして約0.00005乃至約1.25重量%、
及び、高分子フロック剤を前記紙料中の繊維の乾燥重量を基準にして約0.00
1乃至約0.5重量%添加し;当該紙料を抄紙機上に置き;当該紙料を抄紙状態
とすることで、抄紙機上の紙料からの排水速度を増加させる方法。22. A method for increasing the drainage of a stock made on a paper machine, comprising: 700 m 2 / g or more of the stock to be made before placing it on the paper machine. Stable colloidal silica having a surface area of 20 to 50 and an S-value of 20 to 50, based on the dry weight of the fibers in the stock, from about 0.00005 to about 1.25% by weight,
And a polymer flocculant in an amount of about 0.00 based on the dry weight of the fibers in the stock.
A method of increasing the drainage rate from the stock on the paper machine by adding 1 to about 0.5% by weight; placing the stock on a paper machine; and bringing the stock into a papermaking state.
、さらにカチオン性澱粉を、前記紙料中の繊維の乾燥重量を基準にして約0.0
05乃至約5.0重量%添加する請求項22の方法。23. Prior to placing the stock to be papermaking on a paper machine, a cationic starch is further added to the stock to about 0.0, based on the dry weight of the fibers in the stock.
23. The method of claim 22, wherein the amount added is from 05 to about 5.0% by weight.
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